Aula_04

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Prof. Fillipe Virgolino – Engº. Mecânico RECIFE, 2019.1
GRADUAÇÃO
ENGENHARIA MECÂNICA 
DISCIPLINA : MOTORES E COMBUSTÃO
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO RECIFE
CAMPUS SAN MARTIN
APRESENTAÇÃO DO PROFESSOR
• Doutorando em engenharia Mecânica
• Mestre em engenharia Mecânica
• Especialista Engenharia de Segurança do Trabalho
• Engenheiro Mecânico;
Contato:
fsmecanica@gmail.com
FILLIPE VIRGOLINO
mailto:fsmecanica@gmail.com
MÁQUINAS TÉRMICAS
LEIS DA TERMODINÂMICA
TRABALHO
CALOR
TRABALHO
CALOR
Em um motor a gasolina somente 27% da 
energia é aproveitada, enquanto que o mesmo 
motor, otimizado para o álcool aproveita 34% 
RENDIMENTOS DOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
Perdas de calor:
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA
ÓRGÃOS MOVEIS:
Biela
Pistão
Virabrequim
BLOCO
CÁRTER
ÓRGÃOS FIXOS:
CABEÇOTE
CAMINHO DA FORÇA
Motor de combustão interna 
– Quatro tempos - Ciclo Otto
(1) (2)
(3) (4)
Cada ½ volta do 
Virabrequim1 tempo.
Cada ciclo 2 voltas
“Ignição por Centelha”
A COMBUSTÃO EM UM MOTOR 
A IGNIÇÃO POR CENTELHA
Admissão Compressão Combustão Escape
Ciclo Otto: Duas voltas do virabrequim, deslocamento de 360°
Octanagem e Número de 
Cetano
• O número de cetano, índice de cetano ou NC é um indicador da 
velocidade de combustão do combustível diesel e da compressão 
necessária para a ignição.
• Para um mesmo motor diesel, ao serem injetados na câmara em alta 
pressão, os combustíveis de cetano mais elevados entrarão em ignição em 
menor espaço de tempo do que os combustíveis de Cetano inferior.
• Octanagem: Quanto maior o número de octanas, mais pressão o 
combustível pode suportar antes de detonar. Gasolinas de alta octanagem 
são usados em motores a gasolina de alto desempenho, que trabalham em 
elevadas taxas de compressão, enquanto o uso de gasolina de baixa 
octanagem pode levar o motor a “bater”.
Combustível
• Os combustíveis para motores de combustão interna são 
predominantemente produtos petrolíferos, sendo que gases naturais ou 
manufaturados também são usados em quantidades limitadas.
• Embora a variedade de combustíveis usados em todo o mundo, em 
automóveis, seja grande, os que são usados no Brasil podem ser listados 
sucintamente como sendo combustíveis fósseis (gasolina, diesel, GNV) 
ou combustíveis de fonte renovável (etanol, biodiesel).
• Estes combustíveis são oferecidos ao consumidor em forma simples ou 
misturados entre si em diferentes proporções, com uma maior ou menor 
presença de aditivos.
Combustível no Brasil
• A gasolina é constituída por uma variedade de hidrocarbonetos, e, assim 
como os demais combustíveis líquidos, por pequenas quantidades de 
aditivos (antidetonantes, antioxidantes, desativadores de íons metálicos, 
detergentes, dispersantes, corantes e outros, inclusive para aumentar a 
octanagem), que são acrescentados em uma porcentagem mínima (não 
pode exceder 5000 ppm).
• No Brasil, a gasolina pura ou tipo A não é comercializada diretamente 
para o consumidor final, sendo vendida misturada com álcool (etanol 
anidro, álcool produzido a partir da cana-de-açúcar que não contém 
água).
• A gasolina comum (tipo C) e a gasolina aditivada comercializadas no Brasil 
contém, legalmente, até 27% de etanol misturado, enquanto a gasolina 
premium pode receber até 25%. Dependendo da época do ano, a gasolina 
pode ter menos etanol, até um mínimo de 18%.
• A gasolina comum e a aditivada devem possuir octanagem mínima de 87 
IAD (índice antidetonante), enquanto que a gasolina premium traz uma 
octanagem um pouco maior, de 95 IAD.
• O etanol hidratado difere do etanol anidro por conter 4% de água. Este é o 
álcool veicular, comercializado nos postos de combustíveis, com octanagem 
de 100 IAD. Também pode receber a adição de aditivos.
Combustível no Brasil
• O diesel comum, ou tipo B, é o resultado da mistura do diesel tipo A, o diesel 
puro que sai das refinarias e não é comercializado nos postos de combustíveis, 
com o biodiesel, que é obtido a partir de gorduras vegetais ou animais. A 
proporção de mistura é de 7% de biodiesel.
• O diesel também pode receber aditivos tais como detergentes, dispersantes, 
anti-espumantes, anti-corrosivos e demulsificantes.
• O diesel é comercializado em uma ampla gama de tipos, cuja disponibilidade 
varia conforme a região do Brasil. Esta variedade recebe diferentes nomes e 
algumas características diferenciadoras conforme a empresa distribuidora, mas 
a diferença pode não ser muito significativa de distribuidora para distribuidora. 
A seguir são listados os tipos de diesel disponibilizados pela Petrobrás no 
território brasileiro.
Combustível no Brasil
• Diesel comum S-500: Teor de enxofre máximo de 500ppm, comercializado
na cor vermelha, sem aditivação, disponível em todo o Brasil. Número de
cetano (NC) mínimo de 42.
• Diesel comum S-1800: teor de enxofre máximo de 1800ppm, 
comercializado na cor amarela a laranja. sem aditivação, disponível em 
todo o Brasil. NC mínimo 42.
• Diesel comum S-10: teor de enxofre máximo de 10ppm, comercializado na 
cor incolor a amarelada, sem aditivação, vendido em regiões 
metropolitanas e cidades contempladas pela resolução ANP no 65, de 
09/12/2011. NC mínimo 48.
• Diesel extra aditivado S-500: Teor de enxofre máximo de 500ppm, 
comercializado na cor vermelha, aditivado com detergentes, dispersantes, 
anti-espumantes, anti-corrosivos e demulsificantes. Disponível em todo o 
Brasil. NC mínimo 42.
Combustível no Brasil
• Diesel extra aditivado S-1800: Teor de enxofre máximo de 500ppm, 
comercializado na cor vermelha, aditivado com detergentes, dispersantes, 
anti-espumantes, anti-corrosivos e demulsificantes. Disponível em todo o 
Brasil. NC mínimo 42.
• Diesel extra aditivado S-10: Teor de enxofre máximo de 10ppm, 
comercializado na cor incolor a amarelada, aditivado com detergentes, 
dispersantes, anti-espumantes, anti- corrosivos e demulsificantes. Disponível 
em todo o Brasil. NC mínimo 42.
• Diesel Podium S-10: Teor de enxofre máximo de 10ppm, comercializado na 
cor incolor a amarelada, aditivado com detergentes, dispersantes, anti-
espumantes, anti-corrosivos e demulsificantes. Passa por um sistema de 
dupla filtragem nos postos BR. Disponível em cerca de 60 cidades nos estados 
do Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Mato Grosso do Sul. 
NC mínimo 42.
Combustível no Brasil
• Diesel de Inverno Comum: Teor de enxofre máximo de 500ppm, 
comercializado na cor vermelha, sem aditivação, disponível no Sul do Brasil. 
NC mínimo 42. Mantém as características do diesel até a uma temperatura 
de -5°C.
• Diesel de Inverno Extra: Teor de enxofre máximo de 500ppm, 
comercializado na cor vermelha, aditivado com detergentes, dispersantes, 
anti-espumantes, anti-corrosivos e demulsificantes. disponível no Sul do 
Brasil. NC mínimo 42. Mantém as características do diesel até a uma 
temperatura de -5°C.
Combustível no Brasil
Combustível Adulterado
• Quando um combustível é considerado como adulterado?
• Qualquer substância não permitida pela ANP (Agência Nacional de Petróleo) 
adicionada ao combustível faz com que este combustível possa ser 
denominado de adulterado.
• Por que substâncias ilegais são acrescentadas ao combustível?
• Porque o custo mais baixo destas substâncias permite aumentar a lucratividade 
de quem distribui e revende o combustível, o qual é normalmente na faixa de 
17%, segundo a Petrobrás.
• O que é acrescentado?
• Varia muito conforme o tipo de combustível e da capacidade operacional do 
meliante.
• No caso da gasolina, o mais comum é a adição de etanol, solventes (tolueno, 
benzeno, hexano) e até mesmo diesel.
• O etanol normalmente é adulterado através do acréscimo de metanol, etanol 
anidro (que é etanol próprio para ser misturado na gasolina) e até mesmo 
água.
• O diesel, por sua vez, é adulterado através da adição de óleo combustível 
(óleo para caldeiras) e óleo lubrificante usado, mas também já foiencontrada água. Também pode acontecer de ser vendido um combustível 
comum como sendo aditivado, ou como no caso do diesel, ser comercializado 
um tipo de diesel como sendo outro (vender o tipo S1800 com sendo S50, 
por exemplo).
Combustível Adulterado
• Estas são as adulterações mais comuns mas existem outras, como por 
exemplo a gasolina originada de refinarias clandestinas.
• Mas aí já nem se trata de combustível adulterado, pois nem uma parcela 
dele tem origem em um combustível legal.
• Talvez a denominação mais adequada seria a de combustível falsificado.
• O que o combustível adulterado causa no motor?
• O combustível adulterado pode atingir em variados níveis os componentes
do sistema de combustível e o de exaustão do motor, dependendo do tipo e
percentual da adulteração.
Combustível Adulterado
Apresentando de modo simplificado, o uso de combustível adulterado pode 
levar a:
•Entupimento, restrição e/ou corrosão da bomba de combustível: causa perda de 
rendimento ou parada do veículo.
•Corrosão e ressecamento dos componentes de vedação:
pode causar vazamento de combustível.
•Entupimento ou restrição do filtro de combustível: causa perda de rendimento 
ou parada do veículo.
•Entupimento ou restrição dos bicos injetores: aumento do consumo, perda do
rendimento, em casos extremos levar a perda do pistão (no caso de injeção
direta).
•Depósito de partículas nas velas: pode incapacita-las, o que causa perda de 
rendimento, aumento de consumo, parada do veículo.
•Travamento (colamento) das válvulas: parada do veículo.
Combustível Adulterado
• Provocar o acúmulo de resíduos na câmara de combustão (carbonização): 
causa perda de rendimento, aumento de consumo.
• Corrosão das válvulas e da cabeça do pistão.
• Queima tardia de partículas de combustível no escapamento: danificar o 
escapamento, sonda lambda e o catalizador (alto custo, perda de 
rendimento, parada do veículo).
• Resumindo, as consequências disto podem ser variar desde o aumento do 
consumo até a perda de componentes ou mesmo do motor. Se houver 
vazamentos, isto pode levar a uma situação de perda do veículo, grandes 
prejuízos materiais e até o sacrifício de vidas humanas.
Combustível Adulterado
• Como saber que o combustível foi adulterado?
• Antes de mais nada, deve-se abastecer seu carro sempre em um posto de 
confiança, de preferência sempre no mesmo. Isto porque, caso o carro 
apresente mudanças no comportamento após abastecer em um posto 
diferente, é muito correto pensar em combustível adulterado. Que alterações 
seriam estas?
• Dificuldade em dar partida no motor.
• Som agudo da bomba de combustível ao dar partida.
• Rotação instável em marcha lenta.
• Aumento no consumo.
• Luz da injeção eletrônica acende intermitentemente.
• Perdas momentâneas de aceleração.
• Barulhos incomuns no motor.
Combustível Adulterado
• O que fazer?
• Antes de abastecer em um posto em que sinta dúvidas sobre a pureza do 
combustível:
• Peça o teste da proveta. A realização deste teste na presença do consumidor, 
quando solicitado, é obrigatória por lei. 
• Consiste em colocar 50 ml de gasolina em uma proveta de 100 ml, e então 
adicionar 50 ml de água. Após agitar sem muita força, o etanol presente na 
gasolina deve migrar para a água, a qual não deve exceder então 63,5 ml no 
caso de gasolina comum (27% de etanol) ou 62,5 ml no caso de gasolina 
premium (25%). Mas este teste somente mostra a adição de álcool na gasolina. 
A adição de solvente somente pode ser verificada através de testes 
laboratoriais.
• Se tiver de abastecer, peça nota fiscal, constando a placa do seu carro e 
quilometragem.
Combustível Adulterado
• Abasteceu e surgiram problemas?
• Esvazie o tanque do carro. Não reutilize. Troque todo o combustível por outro 
de qualidade.
• Leve a uma oficina mecânica e troque o filtro de combustível, proceda limpeza 
dos bicos injetores e das velas (caso não precise troca-las).
• Informe à ANP (0800 970 0267). Forneça os dados constantes na nota fiscal da 
compra do combustível (CNPJ, razão social, endereço e distribuidora).
Combustível Adulterado
Curso do Pistão
d
Pistão
Tipo de motor Relação 
diâmetro/curso
Torque Rotação
(Potência) 
Quadrado Diâmetro = Curso Médio Média 
Superquadrado Diâmetro  Curso Baixo Alta 
Subquadrado Diâmetro  Curso Alto Baixa 
RELAÇÃO DIÂMETRO DO CILINDRO X CURSO DO VIRABREQUIM
Motores Quadrados: Automóveis “populares”.
Motores Superquadrados: Motores competitivos e esportivos F1=2:1
Motores Subquadrado: Motores de caminhão 1:2-3 e navio (DL)
Priorizar:
d
CILINDRADA
C =  x d2 x curso x N
4
Cilindrada é capacidade
Volumétrica do motor
Unidades de Cilindrada: cm3 ou l(litro)
1l (litro) = 1dm3 = 1000cm3
CILINDRADA
Exemplo 1
Determine as cilindradas de um motor com as seguintes especificações técnicas:
Número de cilindros: 04
Diâmetro do cilindro: 82,07 mm → 82,07/10 = 8,207 cm
Curso do pistão:75,50 mm → 75,50/10 = 7,550
π = 3,14
Dizemos que o motor possui 1597 cilindradas, que correspondem a um motor 1.6.
CILINDRADA
Exemplo2
O motor de uma moto é considerado monocilíndrico (um cilindro). 
Determine a cilindrada do motor de uma moto com as seguintes 
especificações:
Diâmetro do cilindro: 56,5 mm → 56,5/10 = 5,65 cm
Curso do pistão: 49,5 mm → 49,5/10 = 4,95 cm
π = 3,14
O motor da moto possui 124 cc, mas na venda a indústria costuma
informar 125 cc.
Nomenclatura referente às posições do pistão
S: Curso do pistão - é a distância percorrida 
pelo pistão quando se desloca (do PMS ao 
PMI).
V1: Volume total - é o volume entre a cabeça 
do pistão e o cabeçote, quando o pistão está no 
PMI.
V2: Volume morto ou volume da câmara de 
combustão - é o volume
compreendido entre a cabeça do pistão e o 
cabeçote.
Vdu: Cilindrada unitária - também conhecida 
como volume deslocado
útil ou deslocamento volumétrico, é o volume 
deslocado pelo pistão
de um ponto morto a outro.
z: Número de cilindros do motor.
D: Diâmetro dos cilindros do motor.
Vd: Volume deslocado do motor, deslocamento 
volumétrico do motor ou cilindrada total.
TAXA DE COMPRESSÃO
Câmara de combustão
1. Defina Motor de Combustão Interna(MCI).
2. Os MCI podem ser classificados quanto a várias propriedades, classifique.
3. Defina o ponto morto superior e inferior, faça um desenho ilustrativo.
4. Fale sobre a cilindrada de um motor, mostre, através de um desenho e formula, como a
mesma é calculada?
5. Cite três diferenças fundamentais entre o funcionamento do motor Otto e o do motor
Diesel.
6. Cite duas vantagens e duas desvantagens do motor a 2T de ignição por faísca em
relação a um motor a 4T de ignição por faísca.
EXERCÍCIOS
7. Um motor alternativo tem 4 cilindros de diâmetro 8,2 cm e curso 7,8 cm e uma taxa
de compressão 8,5. Pede-se:
a) A cilindrada ou deslocamento volumétrico do motor em cm3;
b) O volume total de um cilindro;
c) O volume morto.
8. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 5,2 L. O diâmetro dos cilindros é 10,2
cm e o volume morto é 54,2 cm 3. Pede-se:
a) O curso;
b) A taxa de compressão;
c) O volume total de um cilindro.
EXERCÍCIOS
9. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 4,8 L. O diâmetro dos cilindros é 10,0
cm. Deseja-se alterar a cilindrada para 5.400 cm 3 , sem se alterar o virabrequim. Qual
deverá ser o novo diâmetro dos cilindros?
10. Um motor de 4 cilindros tem taxa de compressão 8,0:1. O diâmetro dos cilindros é 7,8
cm e o curso é 8,2 cm. Deseja-se aumentar a taxa de compressão para 12,0:1. De que
espessura deve ser "rebaixado" o cabeçote, (sem se preocupar com possíveis
interferências)?
EXERCÍCIOS
1) Motores de combustão interna – MCI: é uma máquina térmica que transforma a 
energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. Onde o Fluido 
ativo participa diretamente da combustão.
2) 
Classificação dos motores alternativos quanto à ignição
I.MIF - MOTORES DE IGNIÇÃO POR FAÍSCA OU OTTO 
II.MIE - MOTORES DE IGNIÇÃOESPONTÂNEA OU DIESEL
Classificação dos motores alternativos quanto ao número de tempos do ciclo de operação
I.MOTORES ALTERNATIVOS A QUATRO TEMPOS (4T)
II.MOTORES ALTERNATIVOS A DOIS TEMPOS (2T) DE IGNIÇÃO POR FAÍSCA
Classificação dos motores quanto à relação entre diâmetro e curso do pistão
I.Motor quadrado:
II.Motor subquadrado:
III.Motor superquadrado:
3) 
PMS: Ponto Morto Superior - é a posição na qual o pistão está o mais próximo possível do 
cabeçote.
PMI: Ponto Morto Inferior - é a posição na qual o pistão está o mais afastado possível do 
cabeçote.
4) É o volume dos cilindros. 
Volume deslocado do motor, deslocamento volumétrico do motor
ou cilindrada total.
Utilizamos a seguinte expressão matemática na determinação da 
cilindrada de um motor a explosão:
Onde:
N = Número de cilindros do motor
π = 3,14
d = diâmetro do cilindro
C = curso do pistão no interior do cilindro
5) 
Nos otto a ignição é provocada por uma faísca, necessitando de um sistema elétrico para 
produzi-la. 
Nos motores ciclo Diesel a combustão ocorre por autoignição, pelo contato do combustível 
com o ar quente.
Nos otto a taxa de compressão será relativamente baixa para não provocar autoignição, já que 
o instante apropriado da combustão será comandado pela faísca. 
Nos Diesel a taxa de compressão deve ser suficientemente elevada, para ultrapassar a 
temperatura de autoignição do combustível.
Otto - Uma fagulha inicia a combustão, uma explosão que aumenta a pressão e a 
temperatura, impele o cilindro, fornecendo potência.
Diesel - A queima do combustível é lenta, sua expansão desloca o pistão aumentando o 
volume à pressão constante, fornecendo torque.
6)
7. Um motor alternativo tem 4 cilindros de diâmetro 8,2 cm e curso 7,8 cm e uma taxa de
compressão 8,5. Pede-se:
a) A cilindrada ou deslocamento volumétrico do motor em cm3;
b) O volume total de um cilindro;
c) O volume morto.
8. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 5,2 L. O diâmetro dos cilindros é 10,2
cm e o volume morto é 54,2 cm 3. Pede-se:
a) O curso;
b) A taxa de compressão;
c) O volume total de um cilindro.
9. Um motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 4,8 L. O diâmetro dos cilindros é 10,0
cm. Deseja-se alterar a cilindrada para 5.400 cm 3 , sem se alterar o virabrequim. Qual
deverá ser o novo diâmetro dos cilindros?
10. Um motor de 4 cilindros tem taxa de compressão 8,0:1. O diâmetro dos cilindros é 7,8
cm e o curso é 8,2 cm. Deseja-se aumentar a taxa de compressão para 12,0:1. De que
espessura deve ser "rebaixado" o cabeçote, (sem se preocupar com possíveis
interferências)?
OBRIGADO!